Studie untersucht langfristige Auswirkungen der Restaurierungsbehandlung von Gelb-Kiefern

Im Jahr 1996 startete eine Gruppe von Forschern des Ecological Research Institute (ERI) der NAU eine ehrgeizige Mission: Sie sollte die Wiederherstellung von 5.224 Acres dichter Gelb-Kiefernwälder im Arizona Strip untersuchen, einer trockenen Region im Norden Arizonas zwischen dem Grand Canyon und der Grenze zum Bundesstaat Utah.

Nach mehr als zwanzig Jahren praktischer Untersuchungen, bei denen die trockene Landschaft mithilfe sich entwickelnder Feldforschungstechnologien und einer hohen Fluktuation der Mitarbeiter überwacht wurde, gelang es denselben Ökologen, die Baumdichte des Gebiets und seine Anfälligkeit für Waldbrände zu verringern.

Sie haben vor kurzem veröffentlicht ihre Ergebnisse zu den langfristigen Auswirkungen der Bemühungen in der Zeitschrift Restaurierungsökologie.

Das ERI hat zahllose Forschungsexpeditionen geleitet, um lokale Ökosysteme zu revitalisieren und vor unnatürlichen Waldbränden zu schützen. In der Vergangenheit beschränkten begrenzte Zeit, menschliche Anstrengungen und studienspezifische Einschränkungen bei der Datenerfassung diese Experimente auf Studien, die weniger als 1.000 Acres umfassten.

Da die Waldbrände im Westen der USA immer heftiger wurden und kontraproduktive Maßnahmen zum Brandschutz zu dichten Wäldern führten, die stärker von Dürre, Konkurrenz, Krankheitserregern und Bränden bedroht waren, die sich im oberen Teil des Walddachs ausbreiteten, sah sich das ERI dazu veranlasst, seine Forschungen zur Wiederaufforstung auf weitere Tausende Hektar auszuweiten.

„Im Jahr 1996 gab es einige Brände von etwa 4.000 Hektar, die damals als gewaltig galten“, sagte John Paul Roccaforte, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter des ERI und Hauptautor der Studie. „Ein paar Jahre später sprechen wir von mehreren Millionen Hektar. Unser Ansatz war, dass wir unsere Studien auch auf ein größeres Gebiet ausweiten mussten.“

Die Gelegenheit zur Ausweitung ihrer Forschung ergab sich, als das Bureau of Land Management (BLM) eine gemeinsame Studie vorschlug: Ziel war die Durchführung kontrollierter Brände und maschinelles Ausdünnen der Bäume auf einem Untersuchungsgelände mit einem Wald aus Gelb-Kiefern und Gambel-Eichen im Grand Canyon-Parashant National Monument.

In Zusammenarbeit mit BLM-Mitarbeitern richteten die NAU-Forscher zu Beginn des Experiments im Jahr 1996 221 Dauerflächen in dem Gebiet ein und legten etwa 1.200 Acres als unbehandelte Kontrollfläche beiseite. Anschließend halfen sie bei der Ausbildung zusätzlicher Feuerwehreinheiten und Maschinenführer, um bis 2005 Baumausdünnungen und kontrollierte Brände durchzuführen.

Das ERI verwendete eine einzigartige Ausdünnungstechnik, die darauf abzielte, ältere Bäume zu schützen und die Denkmallandschaft in ihren historisch offenen Zustand zurückzuversetzen. Anstatt eine konstante Anzahl Bäume pro Hektar auszudünnen, identifizierte das ERI vor der Besiedlung gewachsene Gelbkiefern, die an ihrer einzigartigen gelben Farbe erkennbar sind, und Kiefern mit einem Brusthöhendurchmesser von mehr als 70 Zentimetern. Diese Bäume wurden dann während der Ausdünnung und des Abbrennens geschützt.

Darüber hinaus behielten die Teams gemäß den Restaurierungsprinzipien von ERI ein bis drei zusätzliche Ersatzbäume dort, wo sie Hinweise auf einen abgestorbenen historischen Baum fanden.

„Feuer macht einfach Spaß“, sagte Roccaforte. „Man kann Dinge auf dem Papier planen, aber es ist wirklich aufregend, von Zeit zu Zeit vor Ort zu sein und wirklich an der Umsetzung beteiligt zu sein. Einfach da draußen zu sein, Dinge anzuzünden und zuzusehen, wie Brennstoffe verbraucht werden, ist, als würde man dabei helfen, den Wiederaufbau direkt vor den eigenen Augen voranzutreiben.“

Bis zum Abschluss der Studie im Jahr 2018 verfolgten die Forscher routinemäßig die Waldstruktur, die Regeneration, die Absterberate alter Bäume und das Baumwachstum in dem Gebiet. Zwei Teams mit jeweils fünf Forschern besuchten den Standort schrittweise jeweils acht Tage lang, sammelten Messungen und verglichen Fotos, um markante Veränderungen im Gelände zu identifizieren.

Die Forscher stellten fest, dass die Behandlungen die Walddichte um mehr als 50 % verringerten und gleichzeitig die Wachstumsraten einzelner Bäume fast verdoppelten. Dies zeigte eine neue Widerstandsfähigkeit gegen Waldbrände und eine für die Tierwelt vorteilhafte Variation der Baumkronenbedeckung. Sie beobachteten nach der Behandlung auch zusätzliche Laubbaumbestände anstelle von Kiefern, ein Phänomen, das in trockenen Nadelwäldern mit weniger Ressourcenkonkurrenten häufig vorkommt.

Um die langfristige Wirksamkeit von Wiederherstellungsstrategien in ähnlich trockenen Klimazonen sicherzustellen, sollten Forstmanager laut der Studie Feuer routinemäßig als Mittel zur Wiederherstellung einsetzen, anstatt sich auf andere vorbeugende Maßnahmen zu verlassen. Auf diese Weise können dichte Hartholzflächen oder gefährdete ältere Eichen, die auf kontrollierte Brände reagieren, identifiziert und je nach den Zielen des jeweiligen Waldes überwacht werden.

„Vor der Ausschließung von Bränden im späten 19. Jahrhundert wüteten Brände in diesen Gebieten sehr häufig“, sagte Roccaforte. „Brände würden die Regeneration der Bäume aufrechterhalten und verhindern. Wenn wir nicht weiter häufige Brände mit geringer Intensität durchführen, könnten wir in Bezug auf übermäßig dichte Bestände, sei es Gelb-Kiefern oder Hartholz, wieder an der gleichen Stelle sein wie am Anfang.“

Obwohl keine Pläne für weitere Untersuchungen vor Ort bestätigt wurden, sagte Roccaforte, dass die in dieser Studie festgelegten Dauerflächen für weitere Untersuchungen genutzt werden könnten. ERI und BLM werden in Zukunft gemeinsame Untersuchungen durchführen.